不同结构参数对高速开关阀液压力的影响研究

因其具有价格低廉、抗污染性强等优点,高速开关阀已被广泛运用到各种车辆的制动系统中,其动态性能直接影响到车辆的制动效果,而阀芯所受的液压力是决定高速开关阀动态特性优劣的关键参数。针对不同参数对高速开关阀液压力的影响,以及实际工程中阀芯液压力难以测量的问题,采用计算流体动力学(CFD)对高速开关阀进行了数值模拟。首先,基于有限体积法(FVM),建立了不同开度、压差、温度、以及结构参数(阀座节流孔直径和锥角)的三维仿真模型;然后,对比不同网格数量的仿真结果,排除了网格数量对于仿真结果的影响,并详细分析了各参数对液压力的影响,得出了高速开关阀液压力与各参数之间的变化规律;最后,采用响应面分析结合遗传算法对开关阀的结构参数进行了优化。研究结果表明:随着阀芯开度的增加,节流区域发生了转变;较大的压差会导致液压力产生较大幅度的变化;相较于高温,低温对液压力有着更加显著的影响;对结构参数进行优化后,最小开度的液压力提高了49.2%,提高了阀控制稳定性,为高速开关阀线性控制设计提供了理论基础。

旋启式止回阀关闭过程瞬态流固耦合特性研究

某核电厂重要厂用水系统止回阀的内部流动特性不明,缺少相应的应力应变分析,同时也较难对其进行试验研究。为此,采用动网格方法,建立了流固耦合计算模型,并进行了仿真计算,对核电厂重要厂用水系统旋启式止回阀关闭过程的流固耦合特性进行了研究。首先,针对某核电厂止回阀原型,建立了阀门及水体模型,并进行了网格无关性验证,确定了其最终的计算模型;然后,使用profile编写了阀板运动控制规则,设置了动网格模型,利用ANSYS单向流固耦合方法,设置了其交界面与约束条件,对止回阀瞬态关闭过程进行了仿真计算;最后,对关阀过程中不同开度的流场速度压力分布和结构场应力变形变化进行了分析。研究结果表明:在止回阀的关闭过程中,阀内流场最大速度在关闭初期为17.87 m/s,并逐步降低至0 m/s;止回阀的最大等效应力和最大变形量分别出现在转轴与阀体连接处以及阀板的最下部,分别为1.5474×108 Pa和4.74 mm,并随开度减小而增大。依据计算结果得到了该止回阀关闭工况的流场变化与阀门应力、变形响应特性,提高了设备运行的可靠性,可以为设备的优化设计提供参考。

闭式泵阀联控电液驱动系统的设计

驱动系统是助力机器人最主要的系统之一,助力机器人性能的好坏主要是由其驱动系统决定的。分析对比了当前助力机器人常用的驱动方式,设计了适合于助力机器人的高效轻小型液压驱动系统,建立了助力机器人高效轻小液压驱动系统的数学模型,得到了影响系统动态特性的主要因素和变化规律,为助力机器人液压驱动系统及控制算法的优化提供了一定参考。

呼吸机用电磁比例阀内振动特性数值模拟研究

作为呼吸机内的核心部件之一,电磁比例阀内的振动问题不可忽视。本文通过CFD方法首先探究了稳态条件下不同开度和质量流量对时均激振力大小的影响,其次对本文探究的电磁比例阀的固有频率进行了计算,最后对大时均激振力工况的瞬时激振力进行了计算并通过避开率对不同工况下呼吸机的安全性进行了评估。研究结果表明,在本文探究工况内,呼吸机的激振力对固有频率和公频的避开率均大于10%,符合规定。

液控单向阀配流高压马达配流阀口节流特性分析与流场仿真研究

配流机构的节流压力损失和泄漏是影响液压马达动态性能的重要因素。针对液控单向阀配流液压马达的配流过程中阀芯的运动特性及其流场特性开展研究。基于液控单向阀配流液压装置,分析其配流阀阀芯运动特性,利用AMESim搭建液控单向阀模型,探究不同负载压力下、不同阀芯结构下,液控单向阀其阀芯运动特性;利用Fluent软件,研究阀芯开启过程中的节流压降以及流场流速情况。结果表明:在液阻孔以及阀芯小端直径一定时,阀芯小端直径与阀芯大端直径比值越接近1,其阀芯响应时间缩短,在高负载压力下,其阀芯响应也更快。在阀口输入流量为40 L/min时,其阀口前后压差为1.3 MPa,用于为高压低速大扭矩马达配流是可行的。

活塞式调流调压阀水力特性测试

为保证调流调压阀运行安全稳定,从阀门水力设计、安装高程确定及运行调度等方面提出阀门水力特性的优化措施。分析调流调压阀临界汽蚀系数及汽蚀装置系数确定方法,借鉴水轮机汽蚀力学判据的概念,推导出阀门安装高程的计算公式。采集在线调流调压阀运行数据,绘制真机流量系数与开度特性曲线,对阀门水力设计进行验证和校核。结果表明:阀门开度大于45.3%时流量系数实测值与设计曲线基本一致,但在小开度段偏差稍大;现场试验过程中阀门运行平稳,噪声在90 dB(A)以下,振动幅度也在较小范围内,进一步验证了调流调压阀水力特性优化设计及安装高程确定方法的合理性。

冷却塔供冷系统设计方法探讨

介绍了冷却塔供冷的原理,提出一种冷却塔供冷的设计方法,通过对各设计参数进行分析,说明设计方法。介绍了成都市第二人民医院龙潭医院项目用该方法进行冷却塔供冷系统设计的应用,总结了冷却塔供冷系统的设计方法和步骤。

电子液压制动系统液压力控制发展现状综述

回顾电子液压制动系统液压力控制问题。电子液压制动系统(Electro-hydraulic brake system,EHB)是汽车制动系统的一个重要发展方向。主要特征是采用电子元器件替代传统制动系统中的部分机械零部件,保留了原有成熟可靠的液压部分,具有结构紧凑、响应快速、易于实现再生制动、制动力可精确控制等突出优点,容易实现多种主动安全控制功能。在剖析电子液压制动系统组成架构的基础上归纳出电子液压制动系统的液压力控制架构,以控制变量和控制算法为突破口,从主缸液压力控制和轮缸液压力控制这两个层面分别对国内外的研究进展进行综述,对能够应用于电子液压制动系统上的电磁阀特性进行分析,对其控制方式进行研究,提出对于电子液压制动系统液压力控制的发展展望。汽车的电动化和智能化对液压力控制算法的控制精度、适应性和鲁棒性要求进一步提高。液压力控制算法对整车的制动舒适性和操纵稳定性影响也有待进一步讨论。

三相磁阀式可控电抗器的特性仿真分析

提出了一种能根据电力系统变化而平滑调节自身容量的三相磁阀式可控电抗器(MCR)。简单介绍了其在电力系统中的应用、结构、工作原理及电磁特性,并采用Ansoft Maxwell 3D有限元分析软件进行了电磁仿真分析。仿真分析证实了改变可控硅导通角能改变控制电流大小,从而平滑调节MCR自身容量的可行性。

联合试验装置TCR阀高电压试验方式数学模型

损耗分析是研究含晶闸管非线性器件系统的重要手段。文中针对联合试验装置TCR阀高电压试验方式,从其拓扑结构和工作原理入手,结合该试验方式中各损耗的分类定义和损耗分析结果,提出了一种基于损耗分析的数学模型,并利用Matlab软件定性分析了数学模型的特性,最后通过与EMTDC软件仿真结果的对比分析,验证了数学模型的正确性和全面性。该文结论对含晶闸管非线性器件大容量系统的分析具有很好的指导作用。

比例调速阀控马达液压回路仿真分析

从比例调速阀的工作机能出发,分析了比例调速阀中的起压力补偿作用的定差减压阀对流量的影响,其始终保持节流阀阀口前后的压差基本恒定不变,减弱了负载变化对系统流量的影响,然后扩展到液压系统,从系统整体分析了比例调速阀控马达系统的稳定性及其压力和流量的动态特性,最终达到马达的运动速度均匀平稳,从而为节流调速系统的设计改进提供技术上的支持。

螺纹插装电磁换向阀电磁铁磁路分析与设计研究

针对螺纹插装电磁换向阀中电磁铁组件性能改进的问题,以某螺纹插装电磁换向阀为例,对影响其磁路的主要结构进行了分析与改进研究。首先,运用磁路原理分析了影响该电磁换向阀磁路及吸力特性的结构因素;建立了换向阀的Maxwell有限元分析模型;然后,基于该有限元模型仿真分析了线圈外壳厚度、断磁厚度、衔铁吸合锥角和隔磁环对电磁铁吸力特性的影响,主要包括每个结构参数对初始吸力大小和行程力曲线的影响;最后,根据仿真分析结果,改进了上述各个结构参数,并提出了综合改进模型。研究结果表明:由综合模型可知,该电磁换向阀电磁铁的吸力特性得到了改进,不仅使其最大工作气隙处吸力增大了约30%,而且使吸合处吸力减小了约50%,改善了吸合时吸力急剧增长的状况,使得换向阀的换向过程更加平稳,更好地满足了换向阀的工作要求。

带并联电抗器的特高压输电线路故障性质识别

输电线路发生瞬时故障时,故障点处会产生变化过程复杂的电弧。为了分析电弧非线性特性对故障相母线电压高频暂态信号的影响,利用EMTP-ATP软件中的Models模块,建立了一、二次电弧模型;利用离散小波分析,提取故障相信号的高频成分,并计算固定时间窗内细节部分的谱能量值。瞬时故障与永久故障时,谱能量的变化趋势存在明显的差异,因此可以将连续时间窗内谱能量比值之和作为判断故障性质的判据。大量的电磁暂态仿真程序(electromagnetic transients program,EMTP)仿真及计算结果证明该判据可靠且有效的,适用于带并联电抗器的特高压输电线路。

基于AMESim的气动阀控缸系统特性的研究

针对具有较强非线性的气动阀控缸系统,应用AMESim线性化分析工具,分析了对称和非对称、弹簧和不带弹簧等各种阀控缸系统的动态特性,同时分析了气缸死区体积、气源压力、气缸直径、活塞行程、负载质量、气缸泄漏量等参数对系统特性的影响。研究结果为系统元件的选型和控制策略的制定提供了参考。

压电驱动精密流量阀动态特性仿真分析

以压电驱动精密流量阀的阀芯运动机构为研究对象,建立动力学模型,运用MATLAB以伯德图形式表征该机构的频率响应特性,并通过ANSYS对阀芯运动机构的模态分析得到阀芯运动机构的固有频率和振型,在模态分析基础上进行谐响应分析,得出该机构的幅频特性曲线,结果发现发生谐振峰值的频率与前述MATLAB频率分析幅值峰值频率及模态分析得出的固有频率结果相近,验证了MATLAB动力学模型的正确性,同时有限元动力学特性分析为结构改进及优化提供了理论依据。

基于仿真技术的调节阀选型教学软件的设计

以调节阀选型的教学为目的,深入研究了多种调节阀的结构特点及其输入输出特性,对调节阀的选型步骤和选型方法进行了软件实现,并对其动态特性进行了仿真分析。在Visual Studio2008环境中使用C++编程,实现了调节阀的选型、流量系数的计算、输入输出特性的仿真分析及故障情况下流出特性的仿真分析等功能。

联合进汽阀内部流场三维数值模拟及阀碟受力分析

针对联合进汽阀流道内因湍流、旋涡产生压损,进而降低汽轮机组经济性这一问题,建立由两个主汽阀E、F及左侧次大调节阀B、中间最小调节阀A、右侧最大调节阀C构成的某进口联合进汽阀的三维数值模型,并进行不同工况模拟计算。主要研究阀C和阀B全开时,阀内流动特性、各阀压损以及阀碟各表面受力随阀A开度增大而变化的情况。研究发现,在小开度下,阀A迎风侧为贴附阀碟流,并且阀座迎风侧存在大旋涡,随着阀A开度的增大整体流场趋于平稳,迎风侧和背风侧流体转变为两股射流,阀碟内腔中的低速流体区仅位于阀座喉部及以上区域,但阀碟内腔会出现小旋涡。随着阀A开度的增大,阀A压损逐渐较减小,阀B和阀C压损基本维持不变,主汽阀E和F压损随阀A开度增大而继续增大。阀A阀碟所受纵向力在阀A开度小于80%时随开度增大而减小,在开度大于80%时则相反。阀B阀碟和阀C阀碟所受纵向力基本不随阀A开度的变化而变化。阀A阀碟、阀B阀碟和阀C阀碟的横向受力随阀A开度的增大而增大。

自力式控制阀设计及水击分析

针对油库收发油过程中存在的溢油问题,研制了一种完全依靠输送流体自身压力实现对油罐液位进行控制的自力式控制阀。介绍了自力式液位控制装置的基本工作原理,并对液位控制阀关闭过程中的水击特性进行了分析。

智能无火花开关控制系统设计

为了从根本上消除接触器开关时刻产生的火花,增强工业生产安全性,在大量实验基础上,结合气隙击穿和功率损耗分析产生火花的原因,从电磁、机械两方面因素分析接触器动作延时特性,总结火花产生熄灭规律,测量无火花区域大小。设计带有巴特沃斯滤波和自校正功能的智能开关控制系统,使接触器动作时刻误差绝对值小于0.3 ms,精确地动作在无火花区域。验证了接触器延时特性分析和无火花区域理论的正确性及过零关断方案的可行性。

电液伺服阀控机构特性分析与实验

针对传统液压伺服阀控机构的动态特性的重要性,该文以液压伺服阀控缸为对象,分析并实验负载力、油压、以及伺服阀泄漏系数等因素对控制系统的影响。首先介绍了液压伺服阀控机构基本原理和控制要求;其次,建立液压伺服阀控机构的数学模型;最后利用搭建伺服阀控机构实验平台,采用控制变量法,以不同负载力、油压、以及伺服阀泄漏系数等对控制系统的影响进行测试,实验结果为获取液压动力机构的最优动态特性提供理论基础。